基于替代性教學模式的機械制造基礎教學淺議

耿在丹

GENG Zai-dan

（鄭州廣播電視大學，鄭州 450007）

0 引言

機械制造基礎課是機械、機電專業本科及高職高專學生的技術基礎課，在整個專業學習過程中起到一個承上啟下的作用。該門課程的實踐性、綜合性較強，基礎理論要求較高，既要求學生對產品的機械制造過程、工藝有所了解又要求學生把握產品的性能和組織變化，因而需要學生具有一定的物理和化學知識儲備。但目前該課程的教學和學習都有諸多不盡如人意之處，與用人單位的需求還存在不相適應的地方。

從學生方面看絕大部分的學生入學前對機械加工的知識一無所知，連一般的感性認識也沒有。特別是高職高專學生基礎理論知識相對薄弱而教材涉及的內容龐雜，包括原有的《金屬工藝學》、《金屬材料與熱處理》、《金屬切削原理及刀具》、《機械制造工藝學》、《機床夾具設計》等多門課程的內容，因而從知識的廣泛性和自身的特點看接受起來有困難。

從教師方面看該課程的實踐性很強，而由于教改課程的學時又被壓縮20%左右，且多數院校由于本身的條件有限加之在校生較多都無法滿足教材內容要求的實習實踐。教學計劃的安排上理論授課與實習實踐又相隔一段時間（一般至少相差一學期），這些不足又平添了許多教學障礙。

從教學氛圍看，機械制造基礎課主要以教師授課為主學生被動接受，課堂氣氛沉悶缺乏教師與學生的互動。許多學生不知所云，一臉茫然，一些學生對所學知識是是而非似懂非懂，少有對教材內容掌握較好的學生。

要改變上述狀況，改進機械制造基礎課的教學根據個人的教學實踐，目前可以從以下方面著手。

1 提高教師的專業和教育教學水平

[1]替代性教學模式是指學生通過教師呈現教材來掌握現成知識的一種教學模式。該教學模式雖然傳統，但對于絕大部分的高校來說仍然是最重要的教學模式。在工程教育中，長期以來我們都是按照我們的老師所教授的工程知識教育著一代又一代的學生。至于教學內容是否真正符合工程實際要求，許多教師和學校自己也說不清。從根本上講科學家的工作是揭示自然現象而工程師則是解決實際問題，科學家具備的品質要求是深度的知識、耐心的思考、嚴謹的推理、邏輯的結論。工程師則是廣博的知識、迅速的反應和綜合的判斷，科學家的要求是完成科研論文；工程師則是完成工程方案等。因此，教師的教學應根據培養目標的不同而有所調整。

首先作為技術基礎課的教師要多掌握一些本學科的專業知識，并多參與本學科的科研工作，這樣可以使所掌握的理論知識更廣更活，對實踐性較強的課程更是如此。此外，作為教育工作者還必須懂得高等教育相關理論，從而懂得高等教育規律，學生的認知規律、學習規律，否則，即使自己有“一缸水”，面對學生的需求也倒不出來或倒不合適。

好的教學方法往往能夠成就好的教學效果，其中涉及教案、教材、教學技術、教學對象的分析等因素。教案是教學的基本素材和資源，應該是充分和完整的。作為教師既要選擇授課教材，也應會自編自寫教材，同時還要積極開展對先進教材的研究。[2]教師要“以學生為本”來考慮各種教學技術的運用，而不要成為技術和工具的奴隸。

[3]所有這一切均源自于對教學對象的分析，對教學對象的分析應該是主動的積極的，而不是被動的隨意的。分析主要應把握所教學生總體的基礎理論水平和實踐能力，針對教學對象的特點和接受能力，教師可以在體現以“實用、夠用、應用”為主旨的前提下，調整教學內容和方式方法，這也是對“以學生為本”教育理念的重要體現。

2 用課件輔助教學，積極尋求實踐教學新突破

由于機械制造基礎課綜合性、實踐性要求較高，課時緊張，授課的重點應放在基礎內容和重點的工藝方法上。對于工藝部分教學實踐證明實習實踐具有事半功倍的效果，對于實踐條件受限的部分教師可以采用課件演示（課件可以自制也可以下載），同樣可以收到較好的效果。多媒體教學有著直觀、形象、省時、省力的特點，教師應該很好地掌握和利用。

另外教師不但要有好的教學方法還要有好的教學思路，盡可能遵循由易到難的認知規律。從學生接受的難易程度方面看，本人依據教學實踐經驗將教材內容由易到難作如下圖解，如圖1所示。

圖1 教材內容由易到難結構圖

從圖上可以看出冷加工比熱加工容易接受，工藝部分比基礎理論容易理解。其主要原因還是工藝比較直觀形象而基礎理論比較晦澀抽象，工藝部分的直觀展示教師可以通過實習或課件多媒體技術達成，這對于教師而言也是比較容易做到的。當然還要注意，目前的多媒體技術還只能作為輔助教學手段，對于直觀的、形象的內容利用它效果比較好。對于理論較強或說明性質的內容，傳統的教學方式較好。傳統的教學方式，教師站在講臺上有助于吸引學生的注意力，但對教師的教學技能、語言表達要求較高。例如，機械制造基礎課的工程材料部分理論性較強，由于該部分名詞概念多，較為抽象和分散，加之有些微觀結構看不見。摸不著，所以“難講授，難理解、難記憶，難應用”便成為本章節的明顯特點。授課時，首先從教學目的著手，引出本章節的教學內容，然后抓住其要領，并用關鍵詞“結晶、熱處理、晶體組織結構和金屬材料的性能”表示（這四個關鍵詞實際上就是本章節的四部分內容），關鍵詞之間的關系如圖2所示，將復雜的內容結構化，結合圖進行簡要概述。

圖2 關鍵詞結構圖

其次，將復雜的內容規律化，合金相圖可謂是解決金屬材料等問題的“萬能鑰匙”，也是本章的重點和難點，就其內容來說，并不難理解。在教師的引導下，絕大部分學生能夠準確地分析出合金的結晶過程，但是，一旦脫離教師的引導，許多學生就不知道從何下手，又該沿著什么路線往下分析，常常出現“顧此失彼.虎頭蛇尾”的現象。所以，在這一章節的教學中，應以某種合金為例，著重介紹相圖分析的步驟和方法，只要掌握了正確的步驟和方法，任何相圖的分析都可迎刃而解。結合多年的教學體會，總結出以下步驟和方法（以亞共晶鑄鐵為例，各種合金相圖可從有關資料中獲得）：1）明確相圖中各特征點和各特征線的含義以及各相區的相結構或組織結構。2）沿所分析的合金作成份垂線，成份垂線與特征線的交點分別用數字或字母表示，數字或字母把整個成份垂線分為若干段。3）分析結晶過程時，沿著成份垂線自上而下的順序分析各段和各點所在相區的相或組織的變化規律。在分析過程中，按“順藤摸瓜”的方法，其中的“藤”就是相圖中的特征線，其中的“瓜”就是相組成物或組織組成物。結晶過程中，不同的相分別沿著不同的特征線變化，所以應分別沿著不同的“藤”找出相應的“瓜”，并對相同的“瓜”進行匯總，直到得出室溫相結構或組織結構為止。各相的相對重量可用杠桿定理求出。同時特別強調“瓜”的形態隨組織的不同可以有所不同，但“瓜”的成分是不變的本質是一樣的，與日常生活中的瓜果有相似之處。

理論部分的闡述需要教師言簡意賅比喻形象，有較強的語言表達能力，這一點隨教師個體差異而有所不同，教師需靈活把握。

通過概述讓學生了解化學成分，結晶.熱處理、組織結構與性能之間的內在聯系及變化規律。教師授課時始終以此為主線展開，學生學起來也有了明確的方向性，自然也就有了興趣通過關鍵詞的連接作用和概要介紹，可將看似龐雜的基本理論知識形成結構化的.整合的.而不是零碎的知識。學完之后，可將所學各部分的知識聯系起來，形成一定的邏輯關系，在頭腦中形成一個良好的.統一的知識體系，而不只是一個簡單的儲藏室。在具體應用這些基本理論分析問題時，也就能夠融會貫通。

同時注意授課中也穿插部分課件教學內容。在教學過程中根據教學進度及時配合課件教學內容，使學生及時回憶起實習內容及以往接觸的有關知識，很好的將所學知識與教學內容貫通在一起，加強對現學知識的理解。學生還可通過多媒體教學了解機械零件的整個生產工藝過程和生產中每一工序的具體步驟，了解機器部件裝配和總裝配的過程和方法等，使學生對整個的機械制造過程有一個清楚的了解，如果是一個好的教學軟件還可以將學生編制的工藝進行計算機模擬演示，確定編制工藝的可行性，同時注意開發和培養學生創新思維。另外，在講授相應工藝的先進加工方法時，學生可以通過多媒體教學及時看到該工藝的先進加工設備和先進加工手段，了解最新技術成果，了解我國該行業在世界中所處的位置，把握本專業領域的發展方向。

3 刪繁就簡，應用為先

高職高專教育是以“實用、夠用、應用”為主旨和特征，以培養技術應用能力為主線。但我們的教學方法，尤其是課堂教學，往往還是習慣于學生聽，教師講，其實這并不適合本課的教學也不利于培養學生的主動精神和創造能力。對本課程而言教師盡量要少講、精講、突出重點，把課堂教學的時間留一部分給學生作為自主學習和討論的時間，多媒體技術省時、直觀的特點為這樣的教學方法提供了可能。

機械制造基礎的應用特點在于機械制造工藝，而工藝學的難點和重點在于鑄造工藝，鑄造工藝的掌握可以使學生對金屬工藝學的理解起到舉一反三的效果。鑄造是工藝性、直觀性比較強的零件生產過程，鑄造工藝的典型零件是拖拉機輪轂的鑄造過程和鑄造工藝圖的繪制。因此，在授課時利用多媒體技術將輪轂的實際生產過程展示給學生，同時結合教材內容著重介紹鑄造成型方法，有利于學生對整個鑄造過程的理解。鑄造工藝圖一般來講線條較多、參數較多是用平面圖形說明零件的鑄造要求，學生不容易理解。如果配合多媒體，利用多媒體的多色彩和局部放大功能進行展示和講解，學生就一目了然了，再針對典型習題安排一定的課堂討論、提問、啟發師生共同加以解決效果會更好。實踐證明，靈活的運用多媒體輔助教學手段，可以極大地提高教師的授課效能。

[4]教師要注意解決學生自主學習過程中出現的問題，注意解決問題過程中的方式方法，因為解決這些問題是培養學生掌握正確學習方法和思維習慣的重要方式。

[5]教育家錢偉長曾說過：“一個人走路，用不著把路上的所有的石頭搬走再走。有時候要繞過去，等你走遠了回頭看，看到的只是走過的路，有些石頭早已看不見了?！币虼?，教師的教學方法和教授內容應該有所選擇，由易到難但未必一定要循序漸進。對于一時難以理解的內容可以少講或暫時繞過去，后面內容的理解往往有助于對前面內容的啟發。教師教學內容以學生的接受為首要標準，應該接受的內容為選擇，好的教學方法和技術有助于學生對教學內容的理解和接受。

[6]實踐證明教師不應該是單一的知識的傳授者、解惑者，而是知識的促進者、引導者；學生不是單一的知識的接受者、復制者，而應該是知識的發現者、創造者。師生之間的討論、對話是教師與學生的對知識、經驗、智慧以及人生價值的共享過程。

[7]高校有教學有科研，我們在教學過程中要積極運用科學方法，具體表現為授課、自學、作業、答疑、考試、實驗、實踐、實習等教學活動中運用科學方法。將某種科學方法作為獨立的教學方法引入的到教學之中，指導學生在科研活動中進行科學方法的學習和訓練。

教學方法有啟發式、問題式、案例式、情景式等多種，其中每一種教學方法都有它的優缺點和特定的適用條件，沒有一種是普適性的教學方法，即教無定法。正是這種教無定法，豐富了我們的教育模式，培養了眾多的各具特色的學生。

[1] Bruce Joyce,等.教學模式[M].北京：中國輕工業出版社, 2002.

[2] 鐘秉林.我國院校高等工程教育的改革與發展.中國機械工程學會會訊,2000,(4)：2.

[3] 呂林海,汪霞.創新型的大學教學模式構建的理論思考[J].江蘇高教,2008,(1).

[4] 呂林海,汪霞,崔軍.創新人才培養視角下的大學本科教學——基于江蘇省部分高校教師的問卷調查與分析[J].中國大學教學,2008(7).

[5] 王文濤.加強專業建設 切實提高教育教學質量[J].中國高等教育.2009,(13/14)：61.

[6] 蓋伊·萊弗郎索瓦茨.教學的藝術[M].北京：華夏出版社,2004.

[7] 汪霞,呂林海.打破傳統桎梏改革教學模式[J].中國高等教育,2008,(17).